asa2

Atomizery

Oznaczany pierwiastek występuje początkowo w formie związku chemicznego, z którego należy go wydzielić w postaci wolnych atomów. Uzyskuje się to przez dysocjację termiczną w tzw. atomizerach.

W technice atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją w płomieniu (Flame Atomie Absorption Spektrometry; FAAS) roztwór badany (rys.3) jest zasysany przez rurkę kapilarną do nebulizera i rozpraszany w postaci aerozolu. Krople o większej średnicy osiadają na ściankach komory mgielnej i spływają do odcieku. Mniejsze krople wraz z gazem palnym docierają do palnika, gdzie w stożku wewnętrznym płomienia odparowują, a związek chemiczny zawierający oznaczany pierwiastek ulega dysocjacji na atomy. Do najczęściej stosowanych płomieni należą; płomień powietrze - acetylen, podtlenek azotu - acetylen i powietrze - metan.

W technice atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją elektrotermiczną (Electrothermal Atomie Absorption Spektrometry; ETAAS) atomizacja zachodzi w piecu grafitowym, próbka umieszczana jest w grafitowej kuwecie (rys.4) i ogrzewana elektrycznie w atmosferze gazu obojętnego.

Cykl ogrzewania pieca złożony jest z kilku etapów, w których określone są następujące parametry: temperatura, czas wzrostu i czas utrzymywania temperatury, przepływ gazu. Podstawowe etapy stosowane w każdym programie to:

1. Suszenie. Etap, w którym następuje odparowanie rozpuszczalnika. Temperatura tego etapu powinna być tak dobrana, aby odparowanie przebiegało łagodnie bez rozpryskiwania roztworu. Przy doborze temperatury suszenia należy kierować się przede wszystkim temperaturą wrzenia danego rozpuszczalnika.

Rys.3. Atomizer płomieniowy; I-roztwór badany, 2-kapilara,    Rys.4. Atomizer bezplomieniowy: a) ogrzewany

3-gaz utleniający, 4-gaz palny, 5-komora mgielna,    podłużnie, b) ogrzewany poprzecznie

6-odciek, 7-palnik, 8-plomień

2.    Rozkład termiczny. Etap, w którym następuje rozkład organicznych i nieorganicznych składników próbki. Temperatura tego etapu powinna umożliwić usunięcie jak największych ilości składników matrycy (aby podczas atomizacji maksymalnie obniżyć sygnał tła i wyeliminować zakłócenia chemiczne) w temperaturze niższej niż temperatura atomizacji oznaczanego pierwiastka. Zastosowanie modyfikatorów chemicznych pozwala na zwiększenie lotności składników matrycy lub zmniejszenie lotności analitu.

3.    Atomizacją. Etap, w którym zostają wytworzone wolne atomy i prowadzony jest pomiar absorbancji.

4.    Wypalanie (czyszczenie kuwety). Etap, w którym usuwane są ewentualne pozostałości analitu i matrycy przez zastosowanie, o ile to możliwe, temperatury wyższej od temperatury atomizacji.

Zakłócenia występujące w technice AAS

Zakłócenia (interferencje) występujące w technice AAS można podzielić ze względu na charakter (fizyczne, chemiczne i spektralne) oraz ich pochodzenie (źródło promieniowania, atomizer, układ pomiarowy).

Zakłócenia spektralne mogą występować w źródle promieniowania (oprócz danej linii charakterystycznej źródło wysyła również linie innego pierwiastka; sytuacja taka zdarza się w lampach wielopierwiastkowych) i w atomizerze (wyizolowana linia jednego pierwiastka jest absorbowana przez inny pierwiastek obecny w próbce, charakteryzujący się zdolnością pochłaniania światła o zbliżonej długości fali np. Xp_c= 271,9025 nm i Xp, = 271,9038 nm; emisja własna płomienia; rozpraszanie światła przez cząstki stałe; absorpcja cząsteczkowa; jonizacja).

Zakłócenia fizyczne wynikają z własności fizycznych próbki (tj. gęstości, lepkości, napięcia powierzchniowego, temperatury wrzenia rozpuszczalnika) i wpływają na wydajność nebulizacji w technice płomieniowej oraz na wydajność atomizacji w technice bezpłomieniowej. Interferencje fizyczne można wyeliminować stosując wzorcowanie metodą dodatków.

Zakłócenia chemiczne są związane z tworzeniem się związków o większej trwałości (tlenki, wodorotlenki, fosforany) lub powstawaniem lotnych połączeń. Eliminowanie tych zakłóceń w technice ETA AS polega na dobraniu odpowiedniego programu temperaturowego pieca, wyborze sposobu atomizacji (ściany pieca, platforma), doborze odpowiedniej powierzchni atomizera (grafit porowaty, pirolityczny, atomizery metaliczne), wyborze gazu ochronnego (argon, azot, domieszki gazów utleniających w celu efektywnego rozkładu